重型齒輪具有較大的承載力，較大的沖擊力和較高的安全性要求。它們必須具有優異的耐磨性，高接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度，并具有高抗沖擊性和抗過載性。重型齒輪通常由低碳合金結構鋼（例如20CrMnMo）制成，金屬熱處理廠家需要對其(qi)進(jin)行滲碳和(he)淬(cui)火處理以滿足其(qi)性能要求(qiu)。

齒輪最簡單的滲碳熱處理工藝是(shi)將(jiang)溫(wen)度(du)降(jiang)至(zhi)滲碳后(hou)(hou)(hou)的淬(cui)(cui)火(huo)溫(wen)度(du)，然后(hou)(hou)(hou)在(zai)(zai)保溫(wen)后(hou)(hou)(hou)直接(jie)淬(cui)(cui)火(huo)。使用(yong)這種方(fang)法，很容易使材料晶粒(li)粗大，變脆并給工(gong)件(jian)結(jie)構施加壓力，并且(qie)只能承載強度(du)低(di)的小模數齒(chi)輪。目前，生產中(zhong)(zhong)最常用(yong)的20CrMoMn鋼零(ling)件(jian)的工(gong)藝是(shi)將(jiang)爐(lu)(lu)冷卻至(zhi)550°C，并在(zai)(zai)滲碳后(hou)(hou)(hou)進行空氣冷卻，然后(hou)(hou)(hou)在(zai)(zai)爐(lu)(lu)中(zhong)(zhong)進行重新加熱和淬(cui)(cui)火(huo)。因(yin)為滲碳后(hou)(hou)(hou)需要將(jiang)爐(lu)(lu)子(zi)冷卻到一定溫(wen)度(du)，所(suo)以溫(wen)度(du)越(yue)(yue)低(di)，越(yue)(yue)有利于(yu)減(jian)少工(gong)件(jian)表(biao)面的氧(yang)化(hua)脫碳，爐(lu)(lu)子(zi)溫(wen)度(du)越(yue)(yue)低(di)，工(gong)件(jian)的冷卻速(su)度(du)越(yue)(yue)慢;另(ling)一方(fang)面，將(jiang)工(gong)件(jian)淬(cui)(cui)火(huo)到爐(lu)(lu)中(zhong)(zhong)。為了確(que)保淬(cui)(cui)火(huo)后(hou)(hou)(hou)工(gong)件(jian)的表(biao)面質(zhi)量，需要一段(duan)時間來(lai)確(que)定加熱過程(cheng)中(zhong)(zhong)爐(lu)(lu)氣的碳勢。因(yin)此(ci)，當前的熱處理過程(cheng)需要很長時間。

技術新工藝(yi)的技術要點如(ru)下(xia)：

（1）滲(shen)(shen)碳(tan)階(jie)段。優化滲(shen)(shen)碳(tan)勢，滲(shen)(shen)碳(tan)時間(jian)(jian)和(he)(he)滲(shen)(shen)碳(tan)時間(jian)(jian)等工藝參數，以更快(kuai)的(de)滲(shen)(shen)碳(tan)速度(du)(du)(du)達(da)到表面碳(tan)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)，滲(shen)(shen)碳(tan)深度(du)(du)(du)和(he)(he)滲(shen)(shen)碳(tan)層碳(tan)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)梯度(du)(du)(du)。滲(shen)(shen)碳(tan)溫度(du)(du)(du)為900℃。

（2）滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)爐冷(leng)卻階段(duan)。隨著(zhu)爐溫(wen)的緩慢降低，少量細孔滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)體逐漸沉淀在(zai)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面層上(shang)。當它冷(leng)卻到(dao)620°C以下時，它將保持恒溫(wen)。在(zai)此(ci)階段(duan)，奧氏(shi)體將轉變為(wei)珠(zhu)光體，并且滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)表(biao)面上(shang)將出現碳(tan)(tan)化(hua)物。部分球(qiu)化(hua)，為(wei)隨后的淬火做準(zhun)備。等溫(wen)階段(duan)碳(tan)(tan)化(hua)物的球(qiu)化(hua)作用主(zhu)要取(qu)決于表(biao)面碳(tan)(tan)含(han)量。如(ru)果(guo)表(biao)面碳(tan)(tan)濃度高，則(ze)會形成粗大(da)的網眼或大(da)的碳(tan)(tan)化(hua)物，且球(qiu)化(hua)效果(guo)差。因此(ci)，表(biao)面碳(tan)(tan)濃度必須(xu)控制在(zai)0.85?1.00，這是該滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)化(hua)合物熱處(chu)理技術的控制點之一。

（3）淬火(huo)加(jia)熱階段(duan)。該(gai)階段(duan)技術的(de)關鍵是將淬火(huo)和(he)加(jia)熱過程分(fen)為(wei)(wei)兩(liang)個階段(duan)。一階段(duan)的(de)加(jia)熱溫度(du)(du)高(gao)(gao)達840?860°C，這(zhe)有利于(yu)鐵(tie)氧體(ti)在工件(jian)芯部的(de)轉變。此時(shi)，珠(zhu)光體(ti)轉變成(cheng)奧(ao)氏體(ti)，并且在滲(shen)透層中(zhong)的(de)一些碳化物溶解到奧(ao)氏體(ti)中(zhong)，這(zhe)確(que)保(bao)了淬火(huo)后馬氏體(ti)的(de)高(gao)(gao)硬(ying)度(du)(du)和(he)強度(du)(du)，同時(shi)保(bao)留了適量(liang)的(de)未溶解碳化物。第二(er)階段(duan)較低的(de)加(jia)熱溫度(du)(du)為(wei)(wei)810?830℃，是為(wei)(wei)了降低淬火(huo)應力(li)，同時(shi)有利于(yu)表面獲得(de)高(gao)(gao)硬(ying)度(du)(du)。

（4）回火(huo)階段(duan)。通過200?240℃的(de)(de)(de)低(di)溫回火(huo)，淬火(huo)的(de)(de)(de)馬氏(shi)體(ti)轉變(bian)為(wei)回火(huo)馬氏(shi)體(ti)，表面殘留的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)分解(jie)為(wei)馬氏(shi)體(ti)。為(wei)了使殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)相(xiang)變(bian)充分并有助于消除熱處理的(de)(de)(de)應力，采用了兩次(ci)回火(huo)。

金屬熱處理廠家(jia)經過多年的(de)實踐，新的(de)滲(shen)(shen)碳(tan)復合(he)熱(re)處理(li)工藝(yi)具(ju)(ju)有明顯的(de)節能降(jiang)耗效(xiao)果。它(ta)可(ke)以將(jiang)原始滲(shen)(shen)碳(tan)熱(re)處理(li)的(de)過程周期縮短(duan)約20，將(jiang)能耗至少(shao)降(jiang)低10，還可(ke)以減少(shao)滲(shen)(shen)碳(tan)劑的(de)消(xiao)耗，并有效(xiao)地減少(shao)熱(re)處理(li)。生(sheng)產成(cheng)本(ben);此(ci)外(wai)，該(gai)方法具(ju)(ju)有良好的(de)可(ke)重(zhong)復性(xing)和高質量(liang)穩(wen)定性(xing)。